package com.mj.listen2._01_排序.cmp;

/**
 * 归并排序
 *
 * @param <T>
 */
public class _06_MergeSort<T extends Comparable<T>> extends Sort<T> {

    // 创建一个辅助数组
    private T[] leftArray;

    @Override
    protected void sort() {
        // 准备一段临时的数组空间, 在merge操作中使用
        leftArray = (T[]) new Comparable[array.length >> 1];
        sort(0, array.length);
    }

    /**
     * 对 [begin, end) 范围内的数据进行归并排序; 左闭右开
     *
     * @param begin
     * @param end
     */
    private void sort(int begin, int end) {
        if (end - begin < 2) return;// 至少要2个元素

        /**     分割    **/

        // 找出中间索引
        int mid = (end + begin) >> 1;
        // 对 [begin, mid) 范围内的数据进行归并排序
        sort(begin, mid);
        // 对 [mid, end) 范围内的数据进行归并排序
        sort(mid, end);

        /**     合并    **/
        merge(begin, mid, end);
    }

    /**
     * 对将 [begin, mid) 和 [mid, end) 范围的有序序列合并成一个有序序列
     *
     * @param begin
     * @param mid
     * @param end
     */
    private void merge(int begin, int mid, int end) {
        int li = 0, le = mid - begin;// 左边数组(基于leftArray)
        int ri = mid, re = end;// 右边数组(array)
        int ai = begin;

        // 把原数组左半边元素赋值给辅助数组leftArray
        for (int i = li; i < le; i++) {
            // 注意这里是 [begin + i]
            leftArray[i] = array[begin + i];
        }

        // 开始比较
        while (li < le) {// 如果左边遍历完了，右边不用管了
            if (ri < re && cmp(leftArray[li], array[ri]) > 0) {// cmp改为<=0会失去稳定性
                array[ai++] = array[ri++];// 右边<左边, 拷贝右边数组到array
            } else {
                // 包含右边已经全部拷贝完毕，直接把左边剩下的都拷贝到array即可
                array[ai++] = leftArray[li++];// 左边<=右边, 拷贝左边数组到array
            }
        }
    }

    /**
     * 对 [l, r) 范围内的数据进行归并排序; 左闭右开
     *
     * @param l
     * @param r
     */
    public static int mergeSort(int[] arr, int l, int r) {
        if (r - l < 2) return 0;// 至少要2个元素
        int mid = (r + l) >> 1;
        return mergeSort(arr, l, mid) + mergeSort(arr, mid, r) + merge(arr, l, mid, r);
    }

    /**
     * 对将 [l, m) 和 [m, r) 范围的有序序列合并成一个有序序列
     *
     * @param l
     * @param m
     * @param r
     */
    public static int merge(int[] arr, int l, int m, int r) {
        int[] help = new int[r - l];
        int i = 0;
        int p1 = l;
        int p2 = m;
        int res = 0;
        while (p1 < m && p2 < r) {
            res += arr[p1] < arr[p2] ? arr[p1] * (r - p2) : 0;
            help[i++] = arr[p1] < arr[p2] ? arr[p1++] : arr[p2++];
        }
        while (p1 < m) {
            help[i++] = arr[p1++];
        }
        while (p2 < r) {
            help[i++] = arr[p2++];
        }
        // 把数据放置回去
        for (i = 0; i < help.length; i++) {
            arr[l + i] = help[i];
        }
        return res;
    }
}
